肝竇內(nèi)皮細胞介導的細胞串擾在肝纖維化中的作用

羅昕 蔡曉波 陸倫根

作者單位：200080 上海交通大學附屬第一人民醫(yī)院消化科

肝竇內(nèi)皮細胞(LSECs)是肝臟中數(shù)量最龐大的非實質(zhì)細胞，約占所有非實質(zhì)細胞數(shù)量的70%。肝小葉是肝臟基本結(jié)構(gòu)單位，LSEC包繞著肝小葉形成肝血竇，在肝臟的生理功能中發(fā)揮著重要作用。一般認為肝竇內(nèi)皮細胞可以調(diào)節(jié)血管張力，調(diào)控免疫反應，參與凝血功能以及維持肝星狀細胞(HSC)的靜息狀態(tài)等[1-2]。

肝纖維化是各種慢性肝病不斷進展的必經(jīng)階段，肝臟功能嚴重受損，常伴隨假小葉生成、門脈高壓、肝性腦病等多種并發(fā)癥[3]。目前已發(fā)現(xiàn)，在肝纖維化進展中，良好的LSEC功能可以抑制肝纖維化進展，減少各種并發(fā)癥的發(fā)生[4]。LSEC與其他肝臟細胞的細胞串擾(Crosstalk)被證實發(fā)揮重要作用。

細胞串擾是指不同種類或同種細胞間通過信息傳遞從而影響細胞功能的一種現(xiàn)象。發(fā)出信息的細胞稱為載體細胞，接受信號的細胞稱為受體細胞。載體細胞可以直接分泌多種介質(zhì)，如各種白細胞介素、細胞生長因子、NO等，也可以通過外泌體的形式分泌多種蛋白質(zhì)、非編碼RNA等至受體細胞，從而實現(xiàn)對細胞功能的調(diào)節(jié)[5]。細胞串擾廣泛存在于各種生理或病理情況，對調(diào)控疾病的進程發(fā)揮重要作用，可能成為很多疾病的治療靶點。

在肝臟中，數(shù)量最多的是實質(zhì)細胞-肝細胞(HC)，約占肝臟細胞數(shù)量的70%。其余的為非實質(zhì)細胞，除LSEC外，也包括HSC、庫普弗細胞(即肝巨噬細胞, KC),膽管細胞(Cholangial cells)、T細胞、B細胞、NK細胞、樹突狀細胞(DC)等[6]。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，在肝纖維化進程中LSEC可以與多種肝臟細胞發(fā)生細胞串擾。

一、肝竇內(nèi)皮細胞與肝細胞間的細胞串擾

在面對外界損傷時，肝細胞發(fā)生強烈氧化應激伴隨著線粒體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能受損，釋放包括TNF-α、IL-1β、IL-6等多種炎癥因子，開啟肝臟損傷進程。肝細胞的損傷效應作用于LSEC，促進肝纖維化的進展。而LSEC同樣也可以作用于肝細胞，調(diào)控損傷肝細胞功能的恢復。Nowatari等[7]研究發(fā)現(xiàn)一種由紅細胞及血小板釋放的脂質(zhì)1-磷酸鞘氨醇 (S1P)可以促進LSEC增殖，減少其凋亡。用SIP預刺激的LSEC細胞上清與肝細胞共培養(yǎng)，可以顯著促進肝細胞DNA復制，減輕肝臟損傷。Chen等[8]研究發(fā)現(xiàn)，將CCl4小鼠模型中內(nèi)皮細胞特異性過表達LncRNA Airn可明顯緩解LSEC活化表型，并通過旁分泌肝細胞生長因子(HGF)促進肝細胞增殖，緩解肝臟損傷及纖維化。

二、肝竇內(nèi)皮細胞與肝星狀細胞間的細胞串擾

HSC是肝纖維化中的直接效應細胞。也是LSEC以細胞串擾參與肝纖維化的最主要靶點。在正常情況下，LSEC細胞膜上存在大量“窗孔”，釋放NO等介質(zhì)抑制HSC的活化及增殖。當各種損傷因素作用于LSEC，會使LSEC窗孔減少或消失，這種現(xiàn)象被稱為LSEC的毛細血管化。毛細血管化的LSEC抑制HSC活化的能力減弱，HSC由靜息態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨瘧B(tài)，分泌大量膠原沉積在細胞外基質(zhì)，導致肝纖維化加重[1-2]。

誘導LSEC從毛細血管化向靜息態(tài)轉(zhuǎn)變，對維持HSC靜息狀態(tài)有良好效果。Winkler等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在慢性肝損傷模型中LSEC特異性敲除GATA4基因，可使LSEC向非毛細血管化的表型轉(zhuǎn)變，誘導HSC的血小板生長因子(PDGF)自分泌減少，有效減緩肝纖維化。Chen等[10]研究發(fā)現(xiàn)，使用脂多糖(LPS)可誘導大鼠LSEC毛細血管化，使用毛細血管的LSEC培養(yǎng)基處理HSC，使得HSC遷移能力明顯增強。中藥黃岑素可顯著抑制LPS誘導的LSEC毛細血管化及相關(guān)的HSC遷移能力增加，有望改善肝纖維化。Lao等[11]發(fā)現(xiàn)，ERK1/2-AKT通路通常與LSEC表型的維持有關(guān)。ERK1/2通路的激活可以促進LSEC由靜息的非毛細血管化向活動的毛細血管化轉(zhuǎn)變, 降低其抑制HSC活化的能力，而AKT的激活則會出現(xiàn)相反的效果。LSEC內(nèi)ERK1/2通路可以通過提高NO/活性氧(ROS)的比值來維持HSC靜息表型。利用靶向LSEC激活ERK1/2通路可以有效緩解肝纖維化進程，增強肝臟再生。

調(diào)控LSEC作用于HSC的分子也對緩解肝纖維化有明顯作用。Fang等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在脂肪性肝纖維化的進展中，LSEC的Notch信號通路被顯著激活。將LSEC Notch信號通路特異性阻斷可顯著增加內(nèi)皮一氧化氮合酶(eNOS)合成，從而作用于HSC，延緩肝纖維化進展。Wu等[13]研究表明，在膽管結(jié)扎模型誘導的肝纖維化模型中，小鼠肝臟LSEC中脂肪細胞脂肪酸結(jié)合蛋白(A-FABP)表達顯著上升。LSEC衍生的A-FABP以旁分泌的方式作用于HSC，通過激活其JNK-TGFβ信號通路，從而促進肝纖維化的加重。但是敲減LSEC中A-FABP的表達后可以顯著抑制LSEC的毛細血管化，進而減輕HSC的活化與增殖，從而達到緩解肝纖維化的分子機制。Ye等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠肝纖維化模型中，中藥提取物紅景天苷可以抑制LSEC分泌的富含鞘氨醇激酶1(SphK1)的外泌體，減少HSC的活化和遷移，緩解小鼠肝纖維化。

三、肝竇內(nèi)皮細胞與肝巨噬細胞間的細胞串擾

KC細胞是肝臟內(nèi)比例最大的免疫細胞，與淋巴細胞、自然殺傷細胞等多種免疫細胞協(xié)同作用，調(diào)控肝臟內(nèi)的抗原提呈和免疫調(diào)控、損傷修復等多種病理生理過程。KC在自然狀態(tài)下其表面抗原為M0型，不表現(xiàn)出明顯的促炎或抗炎表型。在接觸到損傷因素后，KC可以向促炎型的M1型轉(zhuǎn)變，也可以向抗炎型的M2型改變。而最后的結(jié)果取決于M1/M2型巨噬細胞的動態(tài)平衡[15]。目前認為LSEC與KC在肝纖維化進程中的細胞串擾主要是由LSEC損傷后分泌的各種炎癥介質(zhì)或趨化因子招募KC，導致系列的級聯(lián)效應從而影響肝纖維化進展。

Gao等[16]發(fā)現(xiàn)在肝纖維化期間，LSEC釋放血管損傷信號，將炎癥細胞募集到肝臟中。Brozat等研究[17]表明，白細胞浸潤是肝臟炎癥的標志。交界黏附分子 A (JAM-A) 是肝臟白細胞浸潤的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在人病毒性肝纖維化中JAM-A表達上調(diào)。在內(nèi)皮特異性敲除JAM-A肝纖維化小鼠中，LSEC向毛細血管化的表型轉(zhuǎn)變, 肝血竇的剪切應力降低，其肝臟的巨噬細胞累積明顯增多，肝臟纖維化明顯加重。

Hammoutene等[18]發(fā)現(xiàn)，在非酒精性脂肪性肝病患者中，LSEC自噬出現(xiàn)明顯缺陷。將LSEC自噬缺陷的小鼠喂養(yǎng)高脂飲食后，小鼠肝臟巨噬細胞炎癥反應較無自噬缺陷小鼠明顯增加，肝纖維化顯著加重。Bravo等研究[19]發(fā)現(xiàn)，在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中，LSEC釋放的一氧化氮減少和內(nèi)皮素-1(ET-1)增加可誘導HSC收縮加劇并導致門靜脈高壓(PH)。安貝生坦是一種選擇性內(nèi)皮素受體拮抗劑。阿托伐他汀和安貝生坦聯(lián)合使用可以有效降低肝臟的轉(zhuǎn)氨酶水平，促使HSC恢復到靜息狀態(tài)，改善內(nèi)皮功能。

四、肝竇內(nèi)皮細胞與內(nèi)皮肝祖細胞間的細胞串擾

Tripathi等[20]分離了肝臟內(nèi)皮祖細胞(EPC)，通過膽管結(jié)扎術(shù)(BDL)制備肝纖維化模型，應用EPC移植來治療肝纖維化。研究表明，肝硬化EPC的移植可增強LSEC分化和血管生成，激活HSC并加重纖維化及肝血流動力學紊亂。因此尋找針對EPC的特異性靶點可能對治療肝纖維化有效。

五、總結(jié)與展望

肝臟受損時，肝竇內(nèi)皮細胞通過調(diào)控窗孔的大小及數(shù)量及基底膜的剪切應力防止損傷因子進入。同時也通過分泌細胞因子或者外泌體等多種形式釋放信號串擾于下游多種其他細胞，引發(fā)系列的防御反應。在肝纖維化的進程中，肝竇內(nèi)皮細胞既可以作為載體細胞釋放信號，又可以作為受體細胞接收信號，發(fā)揮著重要作用。針對肝竇內(nèi)皮細胞的細胞串擾作為治療靶點，可能在今后治療肝纖維化藥物的研發(fā)中開啟全新的思路。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。